Executable and Linkable Format

Em computação, o Executable and Linking Format (ELF, também chamado de Extensible Linking Format), em português Formato Executável e de Ligação, é um padrão comum de arquivo para executáveis, código objeto, bibliotecas compartilhadas, e core dumps. Publicado pela primeira vez na especificação para a interface binária de aplicação (Application Binary Interface - ABI) da versão denominada System V Release 4 (SVR4) do sistema operacional Unix, e posteriormente no Padrão de Interface de Ferramenta, foi rapidamente aceito entre diferentes fornecedores de sistemas Unix. Em 1999, ele foi escolhido como o formato de arquivo binário padrão para o Unix e sistemas tipo Unix em processadores x86 pelo projeto 86open. O ELF foi escrito por um desenvolvedor da Marinha dos Estados Unidos da América.[1]

 Nota: Se procura por outras acepções, veja Elf.
ELF (Formato Executável e de Ligação)
Extensão do arquivo nenhuma, .o, .so
Desenvolvido por Unix System Laboratories
Tipo de formato Binário, Executável, objeto, biblioteca compartilhada, core dump

Por projeto, o ELF é flexível, extensível e multiplataforma, não ligado a qualquer unidade central de processamento (UCP) determinada ou arquitetura de conjunto de instruções. Isto o possibilitou ser adotado por muitos sistemas operacionais diferentes em muitas plataformas de hardware diferentes.

Actualmente, o formato ELF já substituiu outros formatos de execução mais antigos, tais como a.out e COFF nos sistemas operacionais Linux, Solaris, IRIX, FreeBSD, NetBSD, e OpenBSD. O sistema operacional DragonFly BSD foi ramificado em FreeBSD após a mudança para o ELF. Por causa de outros tipos de formato proprietários, e da plataforma específica, ou menos extensível do que o ELF, alguns usuários defendem que o ELF tem uma melhor qualidade que outros formatos, onde os outros formatos podem o considerar-se um competidor destes. O ELF é também usado nas versões Itanium do OpenVMS, um sistema operacional não baseado no UNIX, além de substituir o Portable Executable no BeOS Revisão 4 e mais tarde na computadores baseados em x86 (computadores PPC mantêm como Preferred Executable Format, nunca usando as Portable Executable), que não são também baseadas no UNIX. Os consoles PlayStation Portable, PlayStation 2 e PlayStation 3 também usam o ELF como seu formato de execução.

O Layout do arquivo ELF
Um arquivo ELF tem duas visões: o cabeçalho do programa mostra os segmentos usados no tempo de execução, enquanto que o cabeçalho da seção lista o conjunto de seções do binário.

Cada arquivo ELF é composto de um cabeçalho ELF, seguido pelos dados do arquivo. Os dados podem incluir:

  • Tabela de cabeçalho do programa, descrevendo zero ou mais segmentos de memória;
  • Tabela de cabeçalho de seção, descrevendo zero ou mais seções;
  • Dados referidos por entradas na tabela de cabeçalho do programa ou na tabela de cabeçalho de seção.

Os segmentos contêm informações que são necessárias para a execução dos arquivos em tempo de execução, enquanto as seções contêm dados importantes para ligação e relocação. Qualquer byte, no arquivo inteiro, pode ser propriedade de uma seção no máximo e pode haver bytes órfãos que não possuem proprietários por nenhuma seção.[2]

00000000 7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |.ELF............|

00000010 02 00 3e 00 01 00 00 00 c5 48 40 00 00 00 00 00 |..>......H@.....|

Exemplo de hex dump de cabeçalho de arquivo ELF[3]

Cabeçalho do arquivo

O cabeçalho ELF define se ele utiliza endereços de 32 ou 64 bits. O cabeçalho contem três campos que são afetados por esta configuração e desloca outros campos que o seguem. O cabeçalho ELF possui um tamanho de 52 ou 64 bytes para binários de 32 e 64 bits, respectivamente.

Cabeçalho ELF[4]
Deslocamento (offset)Tamanho (bytes)CampoPropósito
32 bits64 bits32 bits64 bits
0x004e_ident[EI_MAG0] à e_ident[EI_MAG3] 0x7F seguido por ELF(45 4c 46) em ASCII; estes quatro bytes constituem o número mágico.
0x041e_ident[EI_CLASS] Este byte é definido para 1 ou 2 para significar os formatos de 32 ou 64 bits, respectivamente.
0x051e_ident[EI_DATA] Este byte é definido para 1 ou 2 para significar extremidade pequena ou grande, respectivamente. Isto afeta a interpretação de campos muitl-bytes que começam com deslocamento (offset) 0x10.
0x061e_ident[EI_VERSION] Define 1 para a versão original de ELF.
0x071e_ident[EI_OSABI] Identifica a ABI do sistema operacional alvo.
ValorABI
0x00System V
0x01HP-UX
0x02NetBSD
0x03Linux
0x04GNU Hurd
0x06Solaris
0x07AIX
0x08IRIX
0x09FreeBSD
0x0ATru64
0x0BNovell Modesto
0x0COpenBSD
0x0DOpenVMS
0x0ENúcleo do NonStop
0x0FAROS
0x10Fenix OS
0x11CloudABI

É frequentemente definido para 0 independente da plataforma alvo.

0x081e_ident[EI_ABIVERSION] Além disso, especifica a versão ABI. Sua interpretação depende do ABI alvo. O núcleo do Linux (após, pelo menos, a versão 2.6) não tem sua definição.[5] Nesse caso, o deslocamento e o tamanho de EI_PAD é 8.
0x097e_ident[EI_PAD] atualmente não utilizado
0x102e_type 1, 2, 3, 4 especifica se o objeto é relocável, executável, compartilhado ou principal, respectivamente.
0x122e_machine Especifica a arquitetura de conjunto de instruções. Alguns exemplos são:
ValorISA
0x00Sem conjunto de instruções específico
0x02SPARC
0x03x86
0x08MIPS
0x14PowerPC
0x16 S390
0x28ARM
0x2ASuperH
0x32IA-64
0x3Ex86-64
0xB7AArch64
0xF3RISC-V
0x144e_version Definido para 1 para a versão original de ELF.
0x1848e_entry Este é o endereço de memória do ponto de entrada de onde o processo inicia a execução. Este campo é do tamanho de 32 ou 64 bits dependendo do formado definido anteriormente.
0x1C0x2048e_phoff Aponta para o início da tabela de cabeçalho do programa. Normalmente segue o cabeçalho de arquivo imediatamente, fazendo do deslocamento (offset) 0x34 ou 0x40 para executáveis ELF de 32 e 64 bits, respectivamente.
0x200x2848e_shoff Aponta para o início da tabela de cabeçalho de seção.
0x240x304e_flags A interpretação deste campo depende da arquitetura alvo.
0x280x342e_ehsize Contém o tamanho deste cabeçalho, normalmente 64 Bytes para o formato de 64 bits e 52 Bytes para o formato de 32 bits.
0x2A0x362e_phentsize Contem o tamanho de uma entrada de tabela de cabeçalho de programa.
0x2C0x382e_phnum Contem o número de entradas na tabela de cabeçalho e programa.
0x2E0x3A2e_shentsize Contem o tamanho de uma entrada de tabela de cabeçalho de seção.
0x300x3C2e_shnum Contem o número de entradas na tabela de cabeçalho de seção.
0x320x3E2e_shstrndx Contem o índice da entrada da tabela de cabeçalho de seção que contem os nomes de seção.

Ferramentas
  • readelf é um utilitário para binários do UNIX que mostra informações sobre um ou mais arquivos ELF. Um implementação da GPL é disponível pelo GNU Binutils.
  • elfdump é um comando do Solaris para ver informações sobre os arquivos elf.
  • objdump mostra um grande gama de informações sobre os arquivos ELF e outros tipos de objeto.

Ver também

Referências
  1. "SYSTEM V RELEASE 4 Programmer's Guide: ANSI C and Programming Support Tools", AT & T (Corporate Author), 800 paginas, 24 de Dezembro de 1992. ISBN 0-13-933706-7 ou ISBN 978-0130206299
  2. "Unix System V: Understanding Elf Object Files and Debugging Tools (Programmer Collection)", Mary Lou Nohr, Prentice Hall, Outubro de 1993, ISBN 0-13-933706-7
  3. «Available lexers — Pygments». pygments.org
  4. «ELF Header». Sco.com. Julho de 2000. Consultado em 7 de fevereiro de 2014
  5. «LXR linux/include/linux/elf.h». linux.no. Consultado em 27 de abril de 2015

Ligações Externas
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